WIG-Orbitalschweißen mit Schutzgasen und Prozessgasen

WIG-Orbitalschweißen: Für das automatisierte Auftragsschweißen in Fertigung und Instandsetzung

WIG-Orbitalschweißen ist besonders geeignet für Anwendungen, bei denen eine hohe Genauigkeit und Reproduzierbarkeit erforderlich sind – wie zum Beispiel bei der Herstellung von Rohren und anderen runden Formteilen. Dieses Schweißverfahren bietet auch eine höhere Schweißgeschwindigkeit und Effizienz im Vergleich zum teilautomatisierten WIG-Schweißverfahren.

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WIG-Orbitalschweißen kommt vorrangig zum Fügen von Rohren zum Einsatz. Es umfasst Anwendungen in den Bereichen Luft- und Raumfahrt, Öl und Gas, Lebensmittel und Getränke sowie Chemie und Pharma. Darüber hinaus finden die WIG-Orbitalschweißen-Verfahren zum Bau von Wärmetauschern und zur Errichtung von Kraftwerken Anwendung.

WIG-Orbitalschweißen: Optimale Ergebnisse beim Auftragsschweißen mit dem Einsatz der richtigen Prozessgase

WIG-Orbitalschweißen ist eine Verfahrensvariante des WIG-Schweißens, bei dem elektrischer Strom verwendet wird, um das Metall zu schmelzen und zusammenzufügen. Es unterscheidet sich vom WIG-Schweißen darin, dass beim WIG-Orbitalschweißen für eine gleichmäßige und kontinuierliche Schweißbewegung der Schweißprozess weitestgehend automatisiert ist.

Das WIG-Orbitalschweißen ist ein Verfahren des WIG-Schweißens, das verwendet wird, um hochwertige und präzise Schweißnähte herzustellen. Der Begriff "WIG" steht für "Wolfram-Inertgas" und bezieht sich auf das Schutzgas, das während des Schweißvorgangs verwendet wird. 

WIG-Orbitalschweißen unterscheidet sich von anderen Schweißverfahren dadurch, dass der Schweißbrenner in einer kreisförmigen Bewegung um das Werkstück geführt wird, während das Schutzgas und das Schweißmaterial zugeführt werden. Diese kreisförmige Bewegung des Schweißbrenners erzeugt einen Schweißnahtbereich, der gleichmäßig und präzise ist.

Der Einsatz von Prozessgasen kann die Produktqualität, Produktivität und Wirtschaftlichkeit entscheidend beeinflussen. Durch die physikalischen und chemischen Eigenschaften erschließen sich eine ganze Reihe von Lösungsmöglichkeiten für Einsparungen und Verbesserungen. Je nach Zielsetzung und Werkstoff – unlegierter Stahl, niedriglegierter Stahl, legierte und hochlegierte Werkstoffe sowie Nichteisenmetalle – steht ein breites Sortiment an Schweißschutzgasen zur Auswahl.

Wie funktioniert WIG-Orbitalschweißen?

Das WIG-Orbitalschweißen basiert auf dem Prinzip des Lichtbogen-Schweißens. Dabei wird ein Lichtbogen zwischen einer Elektrode und dem Werkstück erzeugt. Als Prozessgas werden inerte oder quasi inerte Gase (Argon, Helium, Wasserstoff) verwendet, um den Lichtbogen und das geschmolzene Schweißmaterial vor der Luft zu schützen. Dies kann zur Bildung von Oxiden und anderen Verunreinigungen führen.

Beim WIG-Orbitalschweißen wird ein spezieller Schweißkopf verwendet, der den Schweißbrenner in einer kreisförmigen Bewegung um das Werkstück führt. Der Schweißkopf kann automatisch gesteuert werden, um eine gleichmäßige und präzise Schweißnaht zu erzeugen.

Der Schweißkopf besteht aus einer Elektrode, die in der Regel aus Wolfram besteht, und einem Düsenkörper, der das Schutzgas auf das Werkstück leitet. Das Schutzgas wird aus der Düse in einem kreisförmigen Muster abgegeben, um den Schweißbereich zu schützen.

Das geschmolzene Schweißmaterial wird aus einer separaten Quelle zugeführt, die entweder manuell oder automatisch gesteuert wird. Das Schweißmaterial wird in die Schweißnaht eingebracht, während der Schweißbrenner in der kreisförmigen Bewegung bleibt.

Welches Schutzgas ist das Richtige beim WIG-Orbitalschweißen?

Das WIG-Orbitalschweißen erfordert Prozessgase, die den Schweißprozess vor Oxidation und Verunreinigungen schützen. ARCAL Prime (Argon 4.8) ist aufgrund seiner physikalischen und chemischen Eigenschaften das am häufigsten verwendete Prozessgas. 
ARCAL Prime hat eine hohe Dichte, was dazu beiträgt, dass es den Schweißbereich effektiv schützt. Argon ist auch chemisch inert. Das bedeutet, dass es nicht mit anderen Materialien reagiert und Verunreinigungen verursacht.

Neben Argon wird häufig auch Helium als Prozessgas beim WIG-Orbitalschweißen eingesetzt, insbesondere wenn eine höhere Schweißgeschwindigkeit oder tiefere Einbrandverhältnisse erforderlich sind. Helium ist leichter als Argon und hat eine höhere Wärmeleitfähigkeit. Dies trägt dazu bei, die Schweißzone effektiv zu schützen. 

Beim WIG-Orbitalschweißen ist es wichtig, das richtige Prozessgas zu wählen, um eine hohe Schweißnahtqualität und Effizienz zu gewährleisten. Gleichzeitig müssen jedoch auch Sicherheitsaspekte berücksichtigt werden. Beim WIG-Orbitalschweißen werden grundsätzlich Argon- und/oder argonhaltige Mischgase mit Helium und/oder Wasserstoffzusätzen verwendet. 

Neben der Aufgabe, das Schweißbad vor der Atmosphäre zu schützen, nehmen die verschiedenen Schutzgase Einfluss auf

  • die Art des Werkstoffüberganges,
  • die Oxidbildung,
  • das Einbrandverhalten,
  • die Lichtbogenstabilität,
  • die Flankenbenetzung sowie
  • die Rauch- und Schadstoffentwicklung.

Je nach zu erreichendem Ergebnis kommen unterschiedliche ARCAL-Gasgemische zum Einsatz.

Oxidarmes WIG-Orbitalschweißen mit additiven Wasserstoffanteilen

Das Schweißergebnis beim WIG-Orbitalschweißen von hochlegierten Stählen können Sie mit additiven Wasserstoffanteilen wesentlich beeinflussen. Mit ARCAL 10 oder ARCAL 110 von Air Liquide können Sie die technologischen Kennwerte optimal gestalten, ein optimales Schweißbad generieren und die Schweißgeschwindigkeit steigern.

Verbesserung des Einbrandverhaltens durch eine höhere Wärmeleitfähigkeit von Argon-Helium Gasgemischen beim WIG-Orbitalschweißen

Mit dem Einsatz von ARCAL 33 oder ARCAL 35 kann die Wärmeleitfähigkeit und der Wärmeinhalt der Lichtbogenatmosphäre deutlich verbessert werden. Dadurch wird ein energiereicher Lichtbogen erzeugt, der zu einem besseren Einbrandverhalten führt. Zusätzlich wird auch der Wärmetransport im Lichtbogen verbessert. Auch hieraus resultiert ein besseres Einbrandverhalten und damit ein stabileres Schweißergebnis.

Übersicht über inerte Gase zum WIG-Orbitalschweißen

Das ARCAL-Schutzgas-Programm von Air Liquide hilft Ihnen, nicht nur die Qualität der Schweißverbindung sondern auch die Produktivität des Schweißprozesses zu erhöhen. Damit sichern Sie sich optimale Arbeitsplatzbedingungen.
Den kompletten Überblick der Air Liquide Schweißschutzgase zeigt Ihnen folgendes praktisches Werkstattposter.

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Schulungen und Praxisseminare für unfallfreies und sicheres Arbeiten beim WIG-Orbitalschweißen

Kennen Sie die Gefahrenquellen bei Schweißarbeiten? Beim WIG-Orbitalschweißen können Gefährdungen durch Lärm, Rauch, elektrischen Strom sowie möglichen Bränden entstehen. Diese Gefahrenquellen wollen erkannt sein, denn nur so kann man sich davor schützen.
Geschulte Mitarbeiter sind die beste Voraussetzung für sicheres Arbeiten mit Gasen in Ihrem Betrieb – und zudem gesetzlich vorgeschrieben.
Haben Sie sichergestellt, dass Sie und Ihre Mitarbeiter

  • über das nötige Wissen zum sicheren Umgang mit Gasen verfügen, um gefährliche Situationen vorzubeugen?
  • die Qualifikation im Umgang mit Gasen nachweisen können?
  • die wichtigsten Eigenschaften der unterschiedlichen Gase kennen?
  • den Anforderungen des Arbeitsschutzgesetzes und der Betriebssicherheitsverordnung genügen?

Air Liquide unterstützt Sie dabei! Profitieren Sie vom umfangreichen Know-how und der Erfahrung der Air Liquide Experten mit technischen Gasen. Sie haben Interesse an bedarfs- und praxisbezogenen Schulungen im Rahmen des SchweisserCampus von Air Liquide? Dann nutzen Sie das Kontaktformular – die Schweißexperten von Air Liquide setzen sich gerne mit Ihnen in Verbindung.

WIG-Orbitalschweißen erfolgreich einzusetzen, hängt von der Kenntnis der hier dargestellten Eigenschaften ab. Höhere Wirtschaftlichkeit kann durch die optimale Gas-Auswahl erreicht werden. Zum WIG-Orbitalschweißen wird normalerweise Argon, Helium oder deren Gemische genutzt. Die Nebenbestandteile des Mischgases sind geringe Teile an Sauerstoff und Feuchtegehalt. Die Vielfalt und Universalität der benannten ARCAL-Schutzgase hat zu deren häufigen Einsatz beim WIG-Orbitalschweißen Anwendung geführt.